摘 要：为解决石化企业卧式油罐使用中无法清罐检定问题，采用传感器技术、远程传输技术以及数据建模技术，实现卧式油罐在线校准，为石油化工企业常用卧式油罐的在线校准提出可行的方法。该校准方法科学可靠，促进了石油化工液体货物贸易结算和能源计量技术发展，具有显著的社会效益和经济效益。
关键词：卧式油罐；使用中检查
0 引言
卧式油罐广泛应用于石油化工企业，作为贸易计量和储存油品的计量器具多用于炼油厂、加油站，根据实际使用情况，现场地下空间和条件有限，难以实现清罐检定，有毒有害气体对校准人员产生人身伤害，现场作业主要依靠人工操作，人员工作强度大，受人为因素影响较大。2019年10月23日国家市场监督管理总局发布了《实施强制管理的计量器具目录》，卧式油罐没有被列入，企业开始采用新的方法对卧式油罐进行校准溯源。为了有效解决石油化工企业因连续生产或罐内存在有毒有害气体无法正常校准问题而影响生产，提高卧式罐量值溯源的科学性和准确性，石油化工企业提出在线校准计划，近年来，伴随传感器技术的快速发展，卧式油罐在线校准成为可能并将付诸实施。
1测量条件与技术要求
1.1测量人员进行现场测量时，所使用的各种测量设备必须符合安全规范要求，以避免静电与火花的产生。
1.2卧式金属罐不得有渗漏现象。
1.3卧式金属罐的呼吸阀必须畅通无阻。
1.4卧式金属静电接地线必须符合安全规范要求。
1.5卧式金属罐计量孔必须符合卧式金属罐建造的技术规范。
2校准原理
本文阐述的方法是几何测量法与三维激光扫描法相结合。对于无法实现清罐的卧式罐，采用几何测量法，现场布设传感器网络，测量卧式罐的特征几何参数，通过将现场测量数据远传回实验室，通过数据建模和计算，得到卧式罐的校准结果即容量表。
3几何测量法现场数据采集
3.1直圆筒部分外周长
3.1.1 测量位置
筒体是对接的罐，为每一圈板长度的1/4、3/4处各设置4个传感器。
3.1.2 测量要求
在罐体的的外侧，找到测量位置，在其对应的位置布置距离传感器，实时监测横竖直径，通过横竖直径获取直圆筒部分外周长，重复测量两次，两次测量值之差不大于1mm，定期将测量结果发送回实验室。
3.2直圆筒外总长与外板宽
3.2.1 测量位置
直圆筒两端钢板边缘处焊缝上具有代表性的4个点各设置一个传感器。
3.2.2测量要求
在罐体的的外侧，找到测量位置，在其对应的位置布置距离传感器，实时监测筒外总长与外板宽，重复测量两次，两次测量值之差不大于1mm，取两次的平均值作为整个长度，定期将
测量结果发送回实验室。
3.3 顶板直圆筒部分长度
除平顶外，卧式罐的顶板均具有一小段直圆筒部分。该段直圆筒的圆筒体的长度，由于结构可靠，变化量较小，采用设计值。
3.4 顶板直圆筒部分外周长
在两端顶板接近焊缝处各设置4个传感器。
测量方法：与直圆筒外周长测量方法相同。
3.5 顶板外高
顶部外高即顶板外顶点至该端直圆筒横截面的距离。
顶点位置的确定：有标记时以标记为顶点；无标记时以顶板焊缝的交点为顶点；无焊缝时通过测量确定。由于结构可靠，变化量较小，采用设计值。
3.6 弧形顶附加测量
对弧形顶卧式罐，除了顶板内高测量外，还需要测量过渡曲线体同半径。测量时，应在两端沿圆周分四等份，取4个点进行测量，计量两端测量数据的平均值。也可从图纸上获得。
3.7 检尺点内竖直径
（1）在人孔和罐体底部加装固定板，其与罐体在结构上位一体，罐体的变化直接反应到固定板上，通过传感器测量固定板之间的变化，即用传感器测量检尺点包括计量口在内的总高度。
（2）计量口检尺点到罐体上部的外高采用设计值。
（3）总高减去外高与计量口处的圈板厚度和底部钢板厚底之和，即为检尺点内竖直径。
3.8圈板厚度
使用超声波测厚仪，测量每一圈板及顶板的钢板、油漆以及所有涂层的厚度，每一钢板和油漆的厚度应记录精确到0.1mm。也可从图纸上获得。
3.9容量表计算
现场采集的数据可采用实时、定制（每月）等方式发送到实验室，校准人员在线获取采集到的数据，将数据按几何测量法计算得到罐体容积，最终形成容量表。
3.9.1直圆筒平均内直径
（1）
式（1）中D1——直圆筒平均内直径，mm;
Ci′——第i圈板外周长，mm;
li′——第i圈板外板宽，mm;
si ——直圆筒体平均板厚，mm;
n ——直圆筒圈板数。
3.9.2直圆筒内总长
L内=L外-（LY+LZ） （2）
式（2）中L内——直圆筒内总长，mm;
L外——直圆筒外总长，mm;
LY——右端顶板与直圆筒搭接宽度，mm;
LZ——左端顶板与直圆筒搭接宽度，mm;
4三维激光扫描法建立模型及处理数据
4.1三维激光扫描仪获取数据后，利用卧式金属罐容量计算软件进行处理。
4.2录入基本信息
4.3录入附件信息
4.4删除杂点
4.5扫描数据拟合成一个圆（都为不含杂点的圆曲线，如果有杂点删除后拟合）
4.6进行模型初步计算
4.7设定封头值进行自动计算
4.8进行容积计算，出具容量表
4.9容量表数据以excel和txt两种格式存储
5 结论
卧式油罐在线校准方法采用传感器技术和数据建模技术，利用传感器现场实时采集数据，远程传输，实验室进行数据建模和处理，实现在线校准。该方法设计科学合理，准确可靠，提升了卧式油罐容积测量准确性，工作效率、作业安全性得到极大提升，降低了人工成本、减轻了人员劳动强度，可促进石油化工液体货物贸易结算和能源计量技术发展，具有显著的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]国家市场监督管理总局.JJG 266-2018卧式金属罐容积检定规程[S].北京：中国标准出版社，2019
[2] 国家市场监督管理总局.JJG 140-2018铁路罐车容量检定规程[S].北京：中国标准出版社，2019
[3] 国家市场监督管理总局.JJF 1719-2018铁路罐车和罐式集装箱容量三维激光扫描仪校准规范[S].北京：中国标准出版社，2019